CN201021875Y - 防垢型逆流式换热器 - Google Patents

Abstract

一种防垢型逆流式换热器，安装在供热管路上用于换取热的自来水。包括暖气进、出口、自来水进、出口以及多支自来水吸热管，自来水吸热管内设置有供热管，自来水吸热管之间通过自来水连通管连通；供热管首尾之间通过供热管连通管连通；暖气进、出口分别与供热管的始端和末端固定连通，自来水进、出口分别与自来水吸热管的始端和末端固定连通。由暖气进口、供热管、供热管连通管、暖气出口组成的供暖热水定向流动通道，与由自来水进口、自来水吸热管、自来水连通管、自来水出口组成的自来水定向流动通道方向相反，构成逆流式换热。逆流式换热，换热效果好。本实用新型吸热管腔大、流程短、不易结垢堵塞，即使少量结垢也吸附转移至供热管外壁面上。

Description

防垢型逆流式换热器

技术领域

本实用新型涉及一种安装使用在供热管网上既可采暖又可换取热水洗浴的暖气换热器，尤其涉及一种供暖低温区用户可洗澡、供暖高温区用户可防垢的防垢型逆流式换热器。

背景技术

本申请人对于安装在供热管网上既可采暖又可换热洗浴的换热器，已申请了多个专利并获得了专利权，本专利申请是在原有专利的基础上进行的创造性改进，与原专利相比具有本质的区别，与本实用新型相关的原专利如下：

专利号为98220257.1、实用新型名称为“取暖淋浴热交换器”的专利，涉及一种用于取暖淋浴的热交换器，它由左水箱、右水箱，水箱的连通管，插入连通管内的吸热管连通吸热管的弯头，封住左右水箱下端口的盖、封住左右水箱上端口的带有吸热管始端管头和末端管头伸出孔的盖、左水箱上部的安装放气阀的螺孔，右水箱上部壁上的热水进水管接头和下部管壁上的热水回水管接头所构成，它安装在供暖管路上，平时取暖，洗澡时打开自来水便可提供热水。其主权项为“1、一种取暖淋浴热交换器，它包括与供热管路相连接的热水进水管管接头(10)、热水回水管管接头(12)、其特征在于：它还包括直立的左水箱(3)、右水箱(11)，连通左水箱(3)、右水箱(11)的横向连通管(7)，插入连通管(7)内的吸热管(14)，交错焊接在吸热管(14)管头上连通吸热管(14)的弯管接头(2)，封住左水箱(3)、右水箱(11)底口的盖(1、13)，左水箱(3)上端壁上的安装放气阀的螺孔，封住左水箱(3)上口的盖(5)、盖(5)上有向上弯折的吸热管始端段管头(6)的伸出孔，通过焊接与盖(6)成整体，封住右水箱(11)上口的盖(9)，盖(9)上有向上弯折的吸热管末段管头(8)的伸出孔，通过焊接与盖(9)成整体。”

专利号为200320106748.7、实用新型名称为“散热换热器”的专利，公开了一种散热换热器，安装使用在供热管路上。包括：两个联箱，和与联箱连通的多个连通管，联箱上设计有暖气进水口和暖气回水口，设计有排气阀口；在一部分连通管内设计有吸热盘管。吸热盘管的冷水进水口和热水出水口设计在联箱上。连通管可竖向设置或横向设置，连通管为单排或双排，吸热盘管在连通管内为一次盘绕或二次盘绕。吸热盘管为整体插入式或为分体插入密封连接式结构。在一部分连通管内插入吸热盘管，目的是为了进行热交换而获取自来水热水，而另一部分连通管作为暖气散热。该实用新型将暖气片和热交换器合二为一，占用空间小，连通管设计成双排时，既能增加暖气散热面积而所占空间又较小，又可延长吸热盘管的长度，增加自来水的温度。其主权项为“1、一种散热换热器，包括：联箱(3、8)，与联箱(3、8)连通的连通管(6)，联箱上设计有与供热管路相连接的暖气进水口(5)和暖气回水口(7)，联箱上设计有排气阀口(2)；其特征在于：在一部分连通管内设计有吸热盘管(4)，吸热盘管(4)的冷水进水口(1)和热水出水口(9)设计在联箱上。”

专利号为200420040492.9、实用新型名称为“取暖淋浴热交换器”的专利，公开了一种取暖淋浴热交换器，其主权项为：“1、取暖淋浴热交换器，它有连通管(3)，连通管(3)内插入吸热管(4)，其特征在于：两连通管之间安装连接件(8)，连通管(3)至少一端安装固定板(1)，吸热管(4)在连通管(3)内形成循环并与固定板(1)连接，连通管(3)至少一端开设凹槽(10)。”

专利号为200520082097.1、实用新型名称为“密排管逆流式换热器”的专利，公开了一种密排管逆流式换热器，既能取暖又能通过热交换获得洗浴热水。包括供热进口、供热出口、冷水进口、热水出口及二支以上的供热管；供热管为扁管、圆管或椭圆管。两相邻供热管的一端交错设计有开口，使相邻两供热管导通；供热管内插有吸热管；供热管的两端通过堵板密封。冷水进口和热水出口分别与吸热管的两端连通；供热进口与供热管、开口、供热出口构成供暖热水定向流动通道，冷水进口与吸热管、热水出口构成洗浴水定向流动通道，洗浴水定向流动通道与供暖热水定向流动通道方向总体上相反，构成逆流式换热结构。该实用新型比其他换热方式传热平均温度差大、洗浴热水出水温度高，并可节省1/3的吸热铜管，且省掉了左右两个联箱，节约成本。其主权项为“1、一种密排管逆流式换热器，包括供热进口(7)、供热出口(8)、冷水进口(1)和热水出口(4)，其特征在于：包括二支及二支以上的供热管(5)；两相邻供热管(5)的一端交错设计有开口(3)，使相邻两供热管(5)导通；供热管(5)内插入有吸热管(6)；供热管(5)的两端通过堵板(2)密封；冷水进口(1)和热水出口(4)分别与吸热管(6)的两端连通；供热进口(7)与供热管(5)、开口(3)、供热出口(8)构成供暖热水定向流动通道，冷水进口(1)与吸热管(6)、热水出口(4)构成洗浴水定向流动通道，洗浴水定向流动通道与供暖热水定向流动通道方向总体上相反，构成逆流式换热结构。”

专利号为200520084400.1、实用新型名称为“隔水式换热器”的专利，公开了一种隔水式换热器，安装使用在暖气供热管路上，通过热交换获取热水洗浴。包括：壳体，壳体上安装有热介质进口、热介质出口、冷水进口和热水出口。壳体内设计有隔水衬，隔水衬分为隔水衬套和隔水衬板两种结构。隔水衬将壳体内的空间分隔成热介质进口换热室和热介质出口换热室，两换热室为相通的。热介质进口换热室和热介质出口换热室内分别设计有吸热管，两换热室内的吸热管为连通的。吸热管的两端分别连接有冷水进口和热水出口。热介质进口与热介质进口换热室连接，热介质出口与热介质出口换热室连接。该实用新型构成逆流式换热结构，比其他换热方式传热平均温度差大，温度梯度减小快，换热效果好，洗浴热水出水温度高并可节约吸热管。其主权项为：“1、一种隔水式换热器，包括：壳体(1)，壳体(1)上安装有热介质进口(9)、热介质出口(4)、冷水进口(6)和热水出口(8)；其特征在于：壳体(1)内设计有隔水衬，隔水衬将壳体(1)内的空间分隔成热介质进口换热室(7)和热介质出口换热室(5)；热介质进口换热室(7)和热介质出口换热室(5)相通；热介质进口换热室(7)和热介质出口换热室(5)内分别设计有吸热管(3)，两换热室内的吸热管(3)为连通的；吸热管(3)的两端分别连接有所述的冷水进口(6)和热水出口(8)；所述的热介质进口(9)与热介质进口换热室(7)连接，所述的热介质出口(4)与热介质出口换热室(5)连接。”

本申请人发明的系列暖气换热器专利产品已上市多年，但系列暖气换热器专利产品在使用中也逐渐发现存在较大的缺陷和不足。

原专利产品中热介质均由壳体管腔通道循环，壳体管腔通道内设计有较细的吸热紫铜管，铜管内流着冷的自来水形成循环被加热成热水，供人们生活所需，洗澡、洗衣、洗刷方便，提高人们的生活质量。老式供暖方式为上供下回、串联安装、强制循环供暖，由于供暖热源不平衡，分为始端段和末端段采暖管网，出现了温度差，形成了高温区域和低温区域。管网的设计方案不同，按楼长设水平地埋管或架空管，逢楼梯单元开分支主管口，竖一直立供暖管供至高层(6层楼建筑)，按高层户型房间设水平分支管网由上供而下回与散热器形成串联取暖管网，造成3层以上供暖效果好(为高温区)，3层以下由于楼层以上散热器的散热热损失，取暖温度降低10～15℃。故3层以下及末端段采暖效果差(为低温区)。

目前安装的取暖管网采用的是一户一表制独户循环采暖方式，按楼长度设水平地埋或架空管，分为起始末端段，逢楼梯单元竖两直立供回水分支主管至楼高层，每层逢户开供回水分支管口，造成1～3层取暖效果好(为高温区)，3层以上由于流量和压差损失，造成取暖效果差10℃～20℃；故3层以上及末端段采暖效果差(为低温区)。

目前采用的地暖取暖供暖也是采用的一户一表制独户循环采暖方式，但供暖热源温度不超过60℃。由于管网流速阻力大，使用本申请人以前发明的换热器专利产品换热效果不理想，无法洗澡。因为以前的换热器专利产品针对的是供暖热源温度为75℃～95℃，无法在地暖取暖管网中使用。

换热器厂家为平衡换热并能够连续地提供热水，所设计的内吸热铜管由Φ10mm降至Φ6～8mm(考虑到铜材涨价因素，以及受热面的管子直径越小传热效果越好，流程越长换热效率越高)，长度在15～25m之间。采用逆流式换热器时，吸热铜管长度也在12～15m之间。由于吸热铜管过长过细，U型弯太多(制作工艺均是U型或螺旋型并插入暖气热水管腔中)导致处在供暖高温区的用户的自来水吸热管易结垢堵塞；而对于在供暖低温区和采用地暖供暖方式的用户不能提供充足的热水洗澡。家庭用户500～1000元购买一台换热器，使用2～5个采暖期，在供暖高温区内自来水吸热管易形成水垢，无法清洗或无法疏通；在供暖低温区和地暖采暖用户自来水吸热管内虽不易形成水垢，但产热水量小、热水温度低，不能洗澡。因此，现实生活中已有的换热器产品存在重大的缺陷。

水垢的形成物包括水中的悬浮物、胶体物、溶解物等。生活用水为硬水，水硬度(H)一般为7～10毫克当量/升，水加热到70℃以上，水中钙镁离子便形成水垢；水垢吸附在金属管内壁面上，吸附1mm水垢，管径缩小2mm，点状腐蚀金属表面，影响热传导，堵塞空腔，浪费能源。

就散热换热器200320106748.7专利，存在不足或重大缺陷，吸热铜管内易结水垢，吸热铜管易报废。

对于自来水吸热管结垢的一般解决办法：例如用200320106748.7专利散热换热器进行试验，该吸热铜管Φ8.5mm长17.48m(自来水的流程)，吸热表面0.4665412m²。

(1)酸洗试验法：该吸热铜管过长、空腔过细、弯折处又太多；进出口在一个水平端面上，无落差和反应空腔，而且空腔狭窄，人工灌入酸液后瞬间向外喷反应液沫，既而反应物把很小的通道给堵死，使酸液无法灌入，因此不能酸洗，吸热铜管报废。

(2)外壳解剖处理法：把换热器外壳(供热管)剖解抽出吸热铜管并整直切割成段，用氧气焊火烤并轻摔打，其部分水垢脱落，再用酸洗后与碱水中和，再逐段焊接成整体。整个处理过程费用太高，寿命减弱，因此解剖处理法不被接受。只能换吸热铜管，但是用户在使用2～5个采暖期后，又要掏出很大一笔费用，造成使用成本增加，材料浪费，产品寿命周期缩短。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种使供暖高温区用户的自来水吸热管内不易形成水垢或者结垢也不易堵塞并能酸洗除水垢、在供暖低温区用户和采用地暖采暖用户也可以提供充足的热水洗澡的防垢型逆流式换热器。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种防垢型逆流式换热器，包括：暖气进口、暖气出口、自来水进口、自来水出口，其特征在于：还包括：二支及二支以上的自来水吸热管，自来水吸热管内设置有供热管，自来水吸热管之间通过自来水连通管连通；供热管首尾之间通过供热管连通管连通；暖气进口和暖气出口分别与供热管的始端和末端固定连通，自来水进口和自来水出口分别与自来水吸热管的始端和末端固定连通；由暖气进口、供热管、供热管连通管、暖气出口组成的供暖热水定向流动通道，与由自来水进口、自来水吸热管、自来水连通管、自来水出口组成的自来水定向流动通道方向相反，构成逆流式换热结构。

根据所述的防垢型逆流式换热器，其特征在于：所述的自来水连通管设计在两相邻自来水吸热管的一端，并且相邻的下一个自来水连通管设计在两相邻自来水吸热管的另一端；所述的供热管连通管设计在两相邻的供热管的一端，并且相邻的下一个供热管连通管设计在两相邻的供热管的另一端。

根据所述的防垢型逆流式换热器，其特征在于：所述的自来水连通管设计在两相邻自来水吸热管的一端，并且相邻的下一个自来水连通管设计在两相邻自来水吸热管的另一端；所述的自来水连通管内对应地设置有所述的供热管连通管。

根据所述的防垢型逆流式换热器，其特征在于：所述的两相邻自来水吸热管之间与自来水连通管相对应的另一端固定连接有支撑件。

根据所述的防垢型逆流式换热器，其特征在于：所述的两相邻自来水吸热管与自来水连通管之间通过45°角对焊连接。

根据所述的防垢型逆流式换热器，其特征在于：所述的暖气进口和暖气出口位于换热器的同一侧。

根据所述的防垢型逆流式换热器，其特征在于：所述的暖气进口和自来水出口设置在换热器同一侧的同一端；所述的暖气出口和自来水进口设置在换热器同一侧的另一个同一端。

根据所述的防垢型逆流式换热器，其特征在于：自来水吸热管、自来水连通管、供热管、供热管连通管为不锈钢管。

本申请人为了使供暖高温区自来水吸热管内不易形成水垢、结垢不堵塞或能清洗，以及在供暖低温区和采用地暖采暖用户能洗澡，经大胆创新，打破传统观点，在保证散热、换热效果的同时，经过反复多次试验，得出冷、热流体空腔管体交换这一新技术、新结构，缩短了原专利冷流体管(自来水吸热管)空腔通道长度，增大了冷流体管(自来水吸热管)空腔管径，在高温区使水垢吸附转移至供热管外壁上，冷流体通道畅通，便于灌酸清洗处理水垢。冷、热流体空腔管体交换后，冷流体管空腔增大，热水储存量增大，因此低温区和采用地暖采暖的用户拥有足够的热水可以洗澡。

本实用新型热交换的方式为逆流式换热方式，在洗浴用换(散)热器中采取流体逆流换热，梯阶利用，温度梯度减小快，逆流式换热方式比其他换热方式传热平均温度差大，换热效率高、换热效果好，洗浴热水出水温度高。此技术方案是洗浴用换热器领域的新突破。

本实用新型自来水吸热管和供热管等可以全部采用不锈钢材料制作，节省了原专利中的吸热铜管，节约了原材料，制造成本低。

本实用新型冷流体空腔(自来水吸热管)大、流程短、畅通，不易结垢堵塞，即便是形成了微量水垢，水垢也吸附转移至供热管外壁面上，堵塞不了冷流体通道。自来水吸热管管径大，便于人工灌酸清洗，或者直接放在酸池中浸泡除垢。产品寿命周期长，换热量大，效率高，属于更新换代产品。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的另一种实施例结构示意图。

图3为本实用新型的第三种实施例结构示意图。

附图中：1、暖气进口；2、供热管；3、自来水吸热管；4、供热管连通管；5、自来水进口；6、自来水出口；7、暖气出口；8、自来水连通管；9、支撑件。

本实用新型如图1所示，包括：暖气进口1、暖气出口7、自来水进口5、自来水出口6。本实用新型使用时将暖气进口1、暖气出口7分别与供暖管网管道连接，自来水进口5与自来水连接。本实用新型还包括：二支及二支以上的自来水吸热管3，自来水吸热管3内设置有供热管2，自来水吸热管3之间通过自来水连通管8连通；供热管2首尾之间通过供热管连通管4连通。

本实用新型在图1所示的实施中，自来水连通管8设计在两相邻自来水吸热管3的一端(如左端)，并且相邻的下一个自来水连通管8设计在两相邻自来水吸热管3的另一端(如右端)。供热管连通管4设计在两相邻的供热管2的一端(如右端)，与自来水连通管8所在的一端(左端)相反，并且供热管连通管4穿过自来水吸热管3的管壁，将供热管2进行首尾连通，而且相邻的下一个供热管连通管4设计在两相邻的供热管2的另一端(左端)。

本实用新型在图2所示的实施例中，自来水连通管8设计在两相邻自来水吸热管3的一端(如右端)，并且相邻的下一个自来水连通管8设计在两相邻自来水吸热管3的另一端(如左端)；而且自来水连通管8内对应地设置有所述的供热管连通管4。为了支撑和稳固自来水吸热管3，同时也为了美观，可以在两相邻自来水吸热管3之间没有自来水连通管8的一端固定连接支撑件9，支撑件9与自来水吸热管3之间是不通的，只起支撑和稳固作用。

本实用新型在图3所示的实施中，两相邻的自来水吸热管3在管的端头与自来水连通管8之间通过45°角对焊连接。

本实用新型如图1、图2、图3所示，暖气进口1和暖气出口7分别与供热管2的始端和末端固定连通，自来水进口5和自来水出口6分别与自来水吸热管3的始端和末端固定连通。为了方便安装，本实用新型的暖气进口1和暖气出口7可以位于换热器的同一侧的上下两端，开口方向可以为同一方向(如图1、图2)；开口方向也可以为上下方向(如图3)。

图3所示的实施例中，自来水进口5、暖气出口7同处换热器同一侧的同一端(上端)，自来水出口6、暖气进口1同处换热器同一侧的另一个同一端(下端)，这样设置的优点是：由于暖气出口端供暖温度较低，暖气进口端供暖温度较高，使自来水换热从低温供暖区开始换热，逐步换热到高温区换取热的自来水，自来水温度越来越高，充分利用暖气热源进行纯逆流换热，并再次梯阶利用，提高换热效果。

本实用新型由暖气进口1、供热管2、供热管连通管4、暖气出口7组成的供暖热水定向流动通道，与由自来水进口5、自来水吸热管3、自来水连通管8、自来水出口6组成的自来水定向流动通道方向相反，构成逆流式换热结构。本实用新型热交换的方式为逆流式换热方式，在洗浴用换(散)热器中采取流体逆流换热，梯阶利用，温度梯度减小快，逆流式换热方式比其他换热方式传热平均温度差大，换热效率高、换热效果好，洗浴热水出水温度高。此技术方案是洗浴用换热器领域的新突破。

本实用新型中自来水吸热管可以为横向设置，也可以为竖向设置。在满足逆流式换热的条件下，本实用新型中的暖气进口、暖气出口、自来水进口、自来水出口可以根据需要固定安装在换热器的不同位置，并且可互换。本实用新型中的多个自来水吸热管可以设计成双排，自来水吸热管可以为圆管也可以为矩形管(扁管)。

本实用新型中的自来水吸热管3、自来水连通管8、供热管2、供热管连通管4等可以选用不锈钢管材料制作，节省了铜管材料，降低了成本。

本实用新型的产品规格(如图1)可以为745(长)×520(高)×51(厚)mm，自来水吸热管3的管径Φ51mm，自来水连通管8的管径Φ25mm，供热管2的管径Φ25mm，供热管连通管4的管径Φ25mm，自来水容量为5公斤。

本实用新型的产品规格(如图2)可以为800(长)×536(高)×76(厚)mm，自来水吸热管3的管径Φ76mm，自来水连通管8的管径Φ32mm，供热管2的管径Φ32mm，供热管连通管4的管径Φ25mm，自来水容量为17公斤。特别适用地暖供热用户和低温区用户。

本实用新型自来水吸热管(外壳管)空腔为冷流体通道，缩短了冷流程，冷流体(自来水)在流动状态下进入Φ51mm自来水吸热管大空腔中绝对不会形成水垢。(经试验，流量阀完全开放仅3分钟外壳管全部变凉，所以形成不了水垢)。冷流体在静态下与供暖水温相同，锅炉供暖供水温度标准为95℃，回水温度75℃(本实用新型虽说外壳管装的是冷水，在不换取热水时同样散热取暖)，很可能形成水垢，但本实用新型采取了水垢吸附转移措施，水中钙镁离子在高温度下吸附转移到供热管外壁上，堵塞不了冷流体通道。因此冷流体通道畅通无阻。即便是形成了微量水垢，冷流体流程通道短、空腔大，人工灌酸便于清洗，或者直接放在酸池中浸泡除垢。

本实用新型调整了高层楼房和低层楼房供暖差距及换热效果，本实用新型中的多个自来水吸热管内可储存5公斤以上的自来水热水，洗浴时靠热水能量的储存，储存水的水温高达70℃，洗浴时可兑1/3的冷水，洗浴水温为42℃左右，可用冷热混合阀调整水温、流量，洗浴热水连续不断产出。

Claims (8)

1.一种防垢型逆流式换热器，包括：暖气进口(1)、暖气出口(7)、自来水进口(5)、自来水出口(6)，其特征在于：还包括：二支及二支以上的自来水吸热管(3)，自来水吸热管(3)内设置有供热管(2)，自来水吸热管(3)之间通过自来水连通管(8)连通；供热管(2)首尾之间通过供热管连通管(4)连通；暖气进口(1)和暖气出口(7)分别与供热管(2)的始端和末端固定连通，自来水进口(5)和自来水出口(6)分别与自来水吸热管(3)的始端和末端固定连通；由暖气进口(1)、供热管(2)、供热管连通管(4)、暖气出口(7)组成的供暖热水定向流动通道，与由自来水进口(5)、自来水吸热管(3)、自来水连通管(8)、自来水出口(6)组成的自来水定向流动通道方向相反，构成逆流式换热结构。

2.根据权利要求1所述的防垢型逆流式换热器，其特征在于：所述的自来水连通管(8)设计在两相邻自来水吸热管(3)的一端，并且相邻的下一个自来水连通管(8)设计在两相邻自来水吸热管(3)的另一端；所述的供热管连通管(4)设计在两相邻的供热管(2)的一端，并且相邻的下一个供热管连通管(4)设计在两相邻的供热管(2)的另一端。

3.根据权利要求1所述的防垢型逆流式换热器，其特征在于：所述的自来水连通管(8)设计在两相邻自来水吸热管(3)的一端，并且相邻的下一个自来水连通管(8)设计在两相邻自来水吸热管(3)的另一端；所述的自来水连通管(8)内对应地设置有所述的供热管连通管(4)。

4.根据权利要求3所述的防垢型逆流式换热器，其特征在于：所述的两相邻自来水吸热管(3)之间与自来水连通管(8)相对应的另一端固定连接有支撑件(9)。

5.根据权利要求3所述的防垢型逆流式换热器，其特征在于：所述的两相邻自来水吸热管(3)与自来水连通管(8)之间通过45°角对焊连接。

6.根据权利要求1所述的防垢型逆流式换热器，其特征在于：所述的暖气进口(1)和暖气出口(7)位于换热器的同一侧。

7.根据权利要求6所述的防垢型逆流式换热器，其特征在于：所述的暖气进口(1)和自来水出口(6)设置在换热器同一侧的同一端；所述的暖气出口(7)和自来水进口(5)设置在换热器同一侧的另一个同一端。

8.根据权利要求1所述的防垢型逆流式换热器，其特征在于：所述的自来水吸热管(3)、自来水连通管(8)、供热管(2)、供热管连通管(4)为不锈钢管。

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